(57)【要約】【課題】ＡＭラジオ受信機において、ハムノイズ除去コイルとアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振周波数付近に車両ノイズが流入した場合、ノイズレベルが上昇し、受信機のアクティブ素子が歪むという課題を改善できるＡＭラジオ受信機を提供する。【解決手段】バンドパスフィルタ１０５が、ハムノイズ除去コイル１０２とアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振により増加するノイズを抽出し、制御部１０６がバンドパスフィルタ１０５を通過したノイズ電圧レベルに応じ、可変容量素子１０７と可変抵抗素子１０８を制御することで、ＡＭラジオ受信機１００の共振周波数をシフト、共振ピークレベルを減衰させて、歪みの原因となるノイズのピーク電圧を減衰させる。【選択図】図１
2013198035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハムノイズ除去コイルとアンテナ合成容量の共振により増幅されたノイズを選択するためのバンドパスフィルタと、アンテナの入力特性を調整する調整手段と、前記バンドパスフィルタを通過したノイズ電圧レベルに応じて前記調整手段を制御する制御手段を備えたＡＭラジオ受信機。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタはハムノイズ除去コイルとアンテナ合成容量の共振周波数付近のみを通過させ、ＡＭ受信周波数の信号は通過させないように設計されたフィルタであり、前記調整手段は、電圧可変容量素子と電流可変抵抗素子からなり、前記制御手段は前記電圧可変容量素子に印加する電圧と前記電流可変抵抗素子に印加する電流を制御することを特徴とする請求項１記載のＡＭラジオ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＡＭラジオ受信機に関し、特に、ＡＭ受信機特有の共振によって、ノイズのレベルが上がり、受信機のアクティブ素子が歪むことを抑制したＡＭラジオ受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＭラジオ受信機はハムノイズ対策としてハムノイズ除去コイルを有している。このハムノイズ除去コイルとアンテナ容量、アンテナケーブル容量により、ＡＭ受信帯域外に共振点を持つことが知られている。また、アンテナアンプを装着している場合、アンプ自身の共振とハムノイズ除去コイルとアンテナ容量の共振との接触を避けるため、ハムノイズ除去コイルとアンテナ容量の共振周波数をＡＭ受信帯域に近接する周波数（例えば、３００ｋＨｚ付近）に制限するなど対策が講じられている。
【０００３】
従来、アンテナに応じた識別コードを入力するためのコード入力手段と、アンテナ入力特性を調整する調整手段と、コード入力手段に応じて調整手段を制御する制御手段とを備えた車載用受信機が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２３７１４９号公報（第４頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の構成では、ハムノイズ除去コイルとアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振周波数付近に車両ノイズなどの妨害信号が受信機に流入した場合、ノイズの電圧レベルが増加し、受信機のアクティブ素子（例えばＦＥＴ）が歪み、ラジオの音質が劣化するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明では、ハムノイズ除去コイルとアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振周波数付近にノイズが流入した場合、自動でノイズを検波し、共振周波数をシフト、または共振ピーク電圧を減衰することで外来ノイズに対し、歪みにくいＡＭラジオ受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明のＡＭラジオ受信機は、ハムノイズ除去コイルとアンテナ合成容量の共振により増幅されたノイズを選択するためのバンドパスフィルタと、アンテナの入力特性を調整する調整手段と、前記バンドパスフィルタを通過したノイズ電圧レベルに応じて前記調整手段を制御する制御手段を備える。ここで、アンテナ合成容量は、アンテナ容量とアンテナケーブル容量の合成容量を意味する。
【０００８】
また、バンドパスフィルタはハムノイズ除去コイルとアンテナ合成容量の共振周波数付近のみを通過させ、ＡＭ受信周波数の信号は通過させないように設計されたフィルタであり、前記調整手段は、電圧可変容量素子と電流可変抵抗素子からなり、前記制御手段は前記電圧可変容量素子に印加する電圧と前記電流可変抵抗素子に印加する電流を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハムノイズ除去コイルとアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振によって増幅されるノイズによりＡＭラジオ受信機のアクティブ素子が歪むことを抑えることができ、ラジオ音質の劣化を改善する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるＡＭラジオ受信機の回路図
【図２】車載用ＡＭアンテナの等価回路を示す図
【図３】本発明の一実施の形態にかかるＡＭラジオ受信機の動作を示すフローチャート
【図４】（ａ）図１のＡＭラジオ受信機におけるインピーダンス周波数特性の図、（ｂ）ノイズの一例と図３（ａ）にノイズが流入した場合の電圧波形の図
【図５】（ａ）可変容量を可変させた場合のインピーダンス周波数特性の図、（ｂ）ノイズの一例と図４（ａ）にノイズが流入した場合の電圧波形の図
【図６】（ａ）可変抵抗を可変させた場合のインピーダンス周波数特性の図、（ｂ）ノイズの一例と図５（ａ）にノイズが流入した場合の電圧波形の図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する本発明の実施の形態は、本発明の好ましい一具体例を示すものである。本実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素は、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態におけるＡＭラジオ受信機の回路図である。
図１において、車両に取り付けられたアンテナ１０１がＡＭラジオ受信機１００に接続されている。ハムノイズ除去コイル１０２は、ＡＭラジオ受信機１００に混入する低周波数ノイズを除去する目的で装着されている。アンテナ１０１が受けた電波はＡＭラジオ受信機１００に入力され、増幅回路１０３により増幅され、復調回路１０４により音声信号へと復調される。
【００１３】
バンドパスフィルタ１０５は、ハムノイズ除去コイル１０２とアンテナ容量、アンテナケーブル容量の共振により増幅された車両ノイズを通過させ、ＡＭ受信周波数の信号は通過させないように設計されている。可変容量素子１０７と可変抵抗素子１０８は、アンテナの入力特性を調整するためのもので、可変容量素子１０７は例えば可変容量ダイオードで、印加される直流電圧によって容量値が変化する。可変抵抗素子１０８は例えばＰＩＮダイオードで、順方向電流を変化させることで抵抗値が変化する。
【００１４】
制御部１０６は、バンドパスフィルタ１０５を通過したノイズ電圧レベルを測定し、測定されたノイズ電圧レベルに応じて、可変容量素子１０７へ印加する直流電圧と可変抵抗素子１０８に印加する直流電流を制御する。制御部１０６は、典型的にはＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含んでおり、ＣＰＵは、ＲＯＭに予め格納されるコンピュータプログラムをＲＡＭを使って実行する。また、同様の機能を有するハードウェアにより構成することもできる。
【００１５】
図２は、車載用ＡＭアンテナの等価回路図である。車載用ＡＭアンテナは受信周波数の波長に対し、非常に小さいエレメントであり、インピーダンスが非常に高いため、アンテナ容量２０３を持つ。また、受信機との接続には同軸ケーブルを使用するため、アンテナケーブル容量２０４を持つ。アンテナ起電力２０１はアンテナが電波を受けて発生する電圧を表している。アンテナは信号源抵抗２０２、アンテナ容量２０３、アンテナケーブル容量２０４から成る。
【００１６】
信号源抵抗２０２、アンテナ容量２０３、アンテナケーブル容量２０４はＡＭラジオ受信機１００とアンテナ１０１の互換性を持たせるために、ＩＳＯで決められた規格定数値を用いる。以下簡易化のため、「アンテナ容量２０３とアンテナケーブル容量２０４の合成容量」を単に「アンテナ合成容量」と呼ぶようにする。このアンテナ合成容量とハムノイズ除去コイル１０２のインダクタンスにより共振が発生する。
【００１７】
図３は、本発明の実施形態におけるＡＭラジオ受信機の動作を示すフローチャートである。図３を用いて、ハムノイズ除去コイル１０２とアンテナ合成容量の共振によりノイズ電圧レベルが上昇し、ＡＭラジオ受信機１００のアクティブ素子が歪むことを抑制する処理の一例について説明する。
【００１８】
まず、受信モードを開始する。
次に、制御部１０６がバンドパスフィルタ１０５を通過し、制御部１０６に入力されるノイズ電圧の測定を行う（ステップＳ３０１）。以下、「制御部１０６に入力されるノイズ電圧」を単に「ノイズ電圧」と呼ぶことにする。
【００１９】
その後、制御部１０６がノイズ電圧と設定した閾値電圧を比較する（ステップＳ３０２）。この閾値電圧は受信機が歪まないノイズ電圧に設定しているものとする。ノイズ電圧が閾値電圧を超えた場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、つまり歪みが発生するレベルのノイズが制御部１０６に入力された場合、制御部１０６が可変容量素子１０７の容量値を上げるため可変容量素子１０７に印加する直流電圧を下げる（ステップＳ３０３）。
【００２０】
その後、制御部１０６が可変容量素子１０７に印加する直流電圧と容量最大可変電圧値と比較する（ステップＳ３０４）。容量最大可変電圧値より可変容量素子１０７に印加する電圧が大きい場合は（ステップＳ３０４でＮＯ）、ノイズ電圧の測定に戻り（ステップＳ３０１）、再度ノイズ電圧と閾値電圧の比較を行う（ステップＳ３０２）。ノイズ電圧が閾値電圧以下になるまで、可変容量素子１０７に印加する直流電圧を下げ（ステップＳ３０３）、閾値電圧との比較を繰り返す（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。
【００２１】
可変容量素子１０７に印加する直流電圧が容量最大可変電圧値を下回った場合は（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、制御部１０６が、可変抵抗素子１０８の抵抗値を上げるため可変抵抗素子１０８に印加する直流電流を下げる（ステップＳ３０５）。
【００２２】
その後、制御部１０６が可変抵抗素子１０８に印加する直流電流と抵抗最大可変電流値の比較を行う（ステップＳ３０６）。抵抗最大可変電流値より可変抵抗素子に印加する直流電流が大きい場合は（ステップＳ３０６でＮＯ）、ノイズ電圧の測定に戻り（ステップＳ３０１）、再度ノイズ電圧と閾値電圧の比較を行う（ステップＳ３０２）。ノイズ電圧が閾値電圧以下になるまで、可変抵抗素子１０８の直流電流を下げ（ステップＳ３０５）、ノイズ電圧の測定（ステップＳ３０１）、閾値電圧との比較（ステップＳ３０２）を繰り返す。
【００２３】
可変抵抗素子１０８に印加する直流電流が抵抗最大可変電流値を下回った調整限界の場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、もしくはノイズ電圧が閾値以下になった調整成功の場合（ステップＳ３０２でＮＯ）は、制御部１０６はノイズ電圧と下限閾値電圧との比較を行う（ステップＳ３０７）。ノイズ電圧の下限閾値電圧は共振点付近にノイズがないと判断できるレベルに設定する。例えば、ノイズがない環境で測定した制御部１０６に入力される電圧レベルに数ｄＢのマージンを設けた値である。
【００２４】
ノイズ電圧が下限閾値電圧以下の場合（ステップＳ３０７でＹＥＳ）、可変容量素子１０７に印加する直流電圧と、可変抵抗素子１０８に印加する直流電流を初期値にリセットする（ステップＳ３０８）。そして、一定時間（例えば１００ｍｓ）経過後（ステップＳ３０９）、ノイズ電圧測定の処理（ステップＳ３０１）に戻る。ノイズ電圧が下限閾値電圧以下でない場合（ステップＳ３０７でＮＯ）、ノイズがあると判断し、一定時間（例えば１００ｍｓ）経過後（ステップＳ３０９）、ノイズ電圧測定の処理(ステップＳ３０１)に戻る。
【００２５】
図４は、図１のＡＭラジオ受信機１００のインピーダンスの周波数応答と、受信機にノイズが流入した場合の電圧波形である。
図４（ａ）は、図１のＡＭラジオ受信機１００のフロントエンドのインピーダンスの周波数特性のグラフである。受信機インピーダンス４０１はＡＭ受信周波数より低域の周波数に共振周波数ｆ１を持ち、この共振周波数ｆ１はアンテナ合成容量とハムノイズ除去コイル１０２によって決定される。
【００２６】
図４（ｂ）のグラフは、」車両ノイズ電圧スペクトラムをアンテナから入力し、接続されているＡＭラジオ受信機１００の増幅回路１０３へ入力される電圧の周波数特性を表している。受信機のアクティブ素子が歪む増幅回路１０３への入力電圧レベルをＶ０とし、図３のステップＳ３０２で説明していた閾値電圧はＶ０と同等かそれ以下に設定する。以降の説明では閾値電圧は、受信機のアクティブ素子が歪む増幅回路１０３への入力電圧レベルＶ０と同電圧とする。車両ノイズ電圧スペクトラム４０２はアンテナに入力されるノイズ電圧スペクトラムの一例を表している。また、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２は、受信機インピーダンス４０１と同様に周波数ｆ１にピーク周波数を持つ場合を示す。
【００２７】
ＡＭラジオ受信機１００に車両ノイズ電圧スペクトラム４０２をアンテナから入力した場合の、増幅回路１０３へ入力される電圧の周波数特性を、受信機入力後のノイズスペクトラム４０３とする。受信機入力後のノイズスペクトラム４０３は車両ノイズ電圧スペクトラム４０２のピーク周波数ｆ１と受信機インピーダンス４０１のピーク周波数ｆ１が重なる。そのため、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２のピーク電圧に受信機インピーダンス４０１のピークインピーダンスが加算された電圧レベルとなり、受信機のアクティブ素子が歪む増幅回路１０３への入力電圧ピークＶ０より高い入力電圧ピークＶ１となる。受信機入力後のノイズスペクトラム４０３のように増幅回路１０３への入力電圧ピークが閾値電圧を超えた場合に、可変容量素子１０７の容量値を変化させる。
【００２８】
図５は、図４から可変容量素子１０７の容量値を大きくした場合の、ＡＭラジオ受信機１００のインピーダンスの周波数応答と、受信機にノイズが流入した場合の電圧波形である。
図５（ａ）は、図４（ａ）から可変容量素子１０７の容量値を大きくし、共振周波数をｆ１からｆ２へシフトさせたグラフである。受信機インピーダンス５０１は、受信機インピーダンス４０１から可変容量素子１０７の容量値を大きくした場合の受信機のインピーダンスを表している。可変容量素子１０７の容量値を大きくすることで、受信機インピーダンスのピーク周波数はｆ１からｆ２へシフトする。
【００２９】
図５（ｂ）は、図４（ｂ）から可変容量素子１０７の容量値を大きくした場合の、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２をアンテナ１０１から入力し、接続されているＡＭラジオ受信機１００の増幅回路１０３へ入力される電圧の周波数特性を表している。受信機入力後のノイズスペクトラム５０２は、可変容量素子１０７の容量値増加により、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２のピーク周波数ｆ１と受信機インピーダンス５０１のピーク周波数ｆ２が同一ではなくなる。そのため、受信機入力後のノイズスペクトラム５０２の増幅回路１０３への入力電圧ピークＶ２は、ノイズスペクトラム４０３の入力電圧ピークＶ１より低いレベルとなり、受信機のアクティブ素子の歪みが軽減できる。
【００３０】
可変容量素子１０７の容量値は受信機入力後のノイズスペクトラム５０２のピーク電圧が閾値電圧Ｖ０を下回るまで徐々に変化させる。可変容量素子１０７の容量値の調整で閾値電圧Ｖ０を下回れない場合、可変抵抗素子１０８の抵抗値の調整を行う。
【００３１】
図６は図５から可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きくした場合の、ＡＭラジオ受信機１００のインピーダンスの周波数応答と、受信機にノイズが流入した場合の電圧波形である。
図６（ａ）は、図５（ａ）から可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きくし、インピーダンスピークをＺ１からＺ２へシフトさせたグラフである。受信機インピーダンス６０１は、受信機インピーダンス５０１から可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きくした場合の受信機のインピーダンスを表している。可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きくすることで、受信機インピーダンスのインピーダンスピークはＺ１からＺ２へ低下する。
【００３２】
図６（ｂ）は、図５（ｂ）から可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きくした場合の、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２をアンテナ１０１から入力し、接続されているＡＭラジオ受信機１００の増幅回路１０３へ入力される電圧の周波数特性を表している。受信機入力後のノイズスペクトラム６０２は、車両ノイズ電圧スペクトラム４０２が受信機インピーダンス６０１の受信機にアンテナから入力された場合の増幅回路１０３へ入力される電圧レベルを表している。
【００３３】
可変抵抗素子１０８の抵抗値を大きしたため、受信機入力後のノイズスペクトラム６０２の増幅回路１０３への入力電圧ピークは、ノイズスペクトラム５０２の入力電圧ピークＶ２より小さくなる。その結果、閾値電圧Ｖ０より受信機入力後のノイズスペクトラム６０２の入力電圧ピークは小さくなり、歪みの発生が抑えられている様子を表している。
【００３４】
従って、本実施の形態においては、アンテナ合成容量とハムノイズ除去コイル１０２の共振点付近に高いレベルのノイズが流入した場合、ノイズの電圧レベルを検波し、ノイズ電圧レベルに応じて可変容量素子１０７の容量値、可変抵抗素子１０８の抵抗値を調整することで、共振周波数をシフト、もしくは共振ピーク電圧を減衰する。この動作により、受信機の歪みを抑えることができる。
【００３５】
なお、可変容量素子１０７と可変抵抗素子１０８の制御順序についてはどちらから制御しても得られる効果は変わらない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、特に車載用ＡＭラジオ受信機への利用可能性が高く、ＡＭ受信機特有の共振による受信機のアクティブ素子の歪みを緩和するものである。
【符号の説明】
【００３７】
１００    ＡＭラジオ受信機
１０１    アンテナ
１０２    ハムノイズ除去コイル
１０３    増幅回路
１０４    復調回路
１０５    バンドパスフィルタ
１０６    制御部
１０７    可変容量素子
１０８    可変抵抗素子
２０１    アンテナ起電力
２０２    信号源抵抗
２０３    アンテナ容量
２０４    アンテナケーブル容量
【図１】
2013198035.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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